露天開采工藝培訓(xùn)課件

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1、第五章 露天開采工藝 露天開采四個工藝露天開采四個工藝穿孔爆破鏟裝與運(yùn)輸排巖第一節(jié) 穿孔作業(yè)一、穿孔方法與穿孔設(shè)備 穿孔方法：熱力破碎穿孔和機(jī)械破碎穿孔兩種方法。 穿孔設(shè)備：火鉆、鋼繩式?jīng)_擊鉆、潛孔鉆、牙輪鉆、鑿巖臺車。 目前主要應(yīng)用設(shè)備：牙輪鉆、潛孔鉆、鑿巖臺車。二、牙輪鉆機(jī) 目前，80%的露天金屬礦山使用牙輪鉆機(jī)穿孔。 牙輪鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：穿孔作業(yè)效率高、作業(yè)成本低、機(jī)械化程度高、適用于各種硬度的礦巖中穿孔。（一）牙輪鉆機(jī)的工作原理 牙輪鉆機(jī)如圖所示，它是通過鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)和推壓機(jī)構(gòu)使鉆桿帶動鉆頭連續(xù)轉(zhuǎn)動，同時對鉆頭施加軸向壓力，以回轉(zhuǎn)動壓和強(qiáng)大的靜壓使與鉆頭接觸的巖石粉碎破壞。同時通過鉆桿與鉆頭

2、中的風(fēng)孔向孔底注入壓縮空氣，利用壓縮空氣將空地巖粉吹出孔外，從而形成炮孔。（二）牙輪鉆機(jī)的鉆具 牙輪鉆機(jī)的鉆具包括：鉆桿、穩(wěn)桿器、減震器和牙輪鉆頭。如圖18-2 鉆桿長度一般為9.2 或9.9m。 穩(wěn)桿器可減小鉆桿擺動，防止鉆孔偏斜。 鉆頭是直接破碎巖石的工作部件。如圖18-3和18-4所示。（三）牙輪鉆機(jī)的工作參數(shù) 牙輪鉆機(jī)的主要工作參數(shù)：鉆壓、鉆具轉(zhuǎn)速、排渣風(fēng)量與風(fēng)壓 。合理使用這些參數(shù)可以提高鑿巖效率延長鉆頭壽命。1、鉆壓：根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出不同礦巖硬度系數(shù)選取不同的鉆壓，如表18-2。(1040t)f直徑直徑 190mm直徑直徑 250mm直徑直徑310mm81012.315.9101

3、2.215.519.91214.619.023.81417.621.627.81619.524.931.8182228.035.72024.331.239.7tooth鉆壓超過巖石的抗壓強(qiáng)度，巖石被壓碎，此時，鉆孔速度快，鉆頭壽命長。2、鉆速與鉆具的轉(zhuǎn)速： 如圖18-5。在不同的軸壓下鉆頭鉆進(jìn)速度V與鉆具轉(zhuǎn)速n的關(guān)系。由圖可見，轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，鉆進(jìn)速度不增反而減小。 原因：轉(zhuǎn)速快，齒輪與孔底巖石的作用時間短（小于0.03秒）未能充分發(fā)揮齒對巖石的破壞作用，且加速了鉆桿的震動和鉆頭磨損。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，得出表18-3的最佳轉(zhuǎn)速。鉆機(jī)類型輕型鉆機(jī)中型鉆機(jī)重型鉆機(jī)巖石硬度系數(shù) F8F=1014F=15

4、20轉(zhuǎn)速 r/min801206010050803、排渣風(fēng)速與風(fēng)量： 經(jīng)驗(yàn)表明：排渣風(fēng)量不足時，巖渣在孔底被反復(fù)破碎，將顯著地降低鉆進(jìn)速度和鉆頭壽命； 另一方面，排渣風(fēng)量過大，從孔底吹出的巖渣對鉆頭和鉆桿的磨損作用也將顯著增大。drilling視頻 排渣風(fēng)量Q: D 鉆孔直徑；m d 鉆桿直徑；m VH 回風(fēng)速度； m/min Q排渣風(fēng)量，m3/min。 為了便于排渣，(D-d) 應(yīng)大于20mm。 目前，國內(nèi)外度趨向于加大排渣風(fēng)量，借以提高鉆頭的使用壽命和鉆孔速度。 當(dāng)炮孔直徑為310mm時 ，鉆桿直徑為270mm,要求的排渣風(fēng)速為20m/s，排渣風(fēng)量為4m3/s。HVdDQ4)(22（四）牙

5、輪鉆機(jī)的生產(chǎn)能力 即臺班生產(chǎn)能力和臺年綜合生產(chǎn)能力1、牙輪鉆機(jī)的臺班生產(chǎn)能力即每臺牙輪鉆機(jī)每一班工時內(nèi)鉆進(jìn)的米數(shù)。 Vb = 0.6 v Tb Vb 牙輪鉆機(jī)臺班生產(chǎn)能力，米/臺班 v 牙輪鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度， cm/min, Tb 班工作時間，h, 班工作時間利用系數(shù)，0.40.5經(jīng)驗(yàn)公式， v=3.75Pn/(9800Df)=3.75400000150/(9.810002512) = 76cm/min=0.76m/min=45.6m/hr P軸壓，N, n鉆速，m/min, D直徑，cm； f普氏系數(shù) 礦山 礦巖穿孔單臺平均綜合效率（m/年）礦巖硬度系數(shù)f1994年1995年1996年南芬露天

6、礦818317802868834320水廠鐵礦814358773170535220歪頭山鐵礦1215260572717229352齊大山鐵礦12183073824012231602、鉆機(jī)的臺年綜合生產(chǎn)能力（2300033000m/a） 由于管理和鉆機(jī)本身故障引起的停機(jī)原因， 牙輪鉆機(jī)的年綜合生產(chǎn)能力，如表18-4。（五）牙輪鉆機(jī)的需求數(shù)量 鉆機(jī)數(shù)量取決于礦山的設(shè)計(jì)年采剝總量、鉆機(jī)的設(shè)計(jì)年綜合生產(chǎn)能力與每米炮孔的爆破量。 N 所需要的鉆機(jī)數(shù)量，臺， Q 礦山設(shè)計(jì)年采剝總量，t/a, L 每臺牙輪鉆機(jī)的年穿孔效率，m/a, q 每米炮孔的爆破量，t/m, （D=250mm,q=90130t/m)

7、e 廢孔率，% 。)1 (eqLQN（六）提高牙輪鉆機(jī)的穿孔效率 一方面改進(jìn)牙輪鉆機(jī)本身的技術(shù)性能，提高鉆頭的工作強(qiáng)度與使用壽命， 另一方面，在牙輪鉆機(jī)作業(yè)過程中，合理配置好各種參數(shù)，協(xié)調(diào)生產(chǎn)組織管理，提高鉆機(jī)的工作時間利用系數(shù)。 目前，兩種工作制度： （1）高軸壓（3060t），低轉(zhuǎn)速(150r/min) （2）低軸壓（1020t），高轉(zhuǎn)速(300r/min) 應(yīng)該從中尋找到合理的軸壓和轉(zhuǎn)速。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn), HY-250c 型和KY-310型鉆機(jī)的軸壓分別為32t 和45t ,轉(zhuǎn)速分別為100r/min 以內(nèi)比較合適。三、潛孔鉆機(jī) 潛孔鉆機(jī)適用于中小型礦山。該種型號的鉆機(jī)的工作原理是沖擊回轉(zhuǎn)式

8、風(fēng)動鑿巖。第二節(jié) 爆破作業(yè)blasting 爆破是露天礦開采的第二個工藝環(huán)節(jié)，通過爆破作業(yè)，將整體礦巖進(jìn)行破碎及松動，形成一定形狀的爆堆，為后續(xù)采裝作業(yè)提供工作條件。 爆破成本約占1520%， 對爆破工作的要求：requirements for the blasting （1）適當(dāng)?shù)谋苾淞?，以滿足挖掘機(jī)連續(xù)作業(yè)的要求，一般要求每次爆破的礦巖量應(yīng)能滿足挖掘機(jī)510晝夜的采裝量。（2）有合理的礦巖塊度，以提高后續(xù)工序的作業(yè)效率，是開采總成本最低。 （3）爆堆堆積形態(tài)好，前沖量小；無上翻，無根底；（4）無爆破危害。 在礦山生產(chǎn)期間，爆破作業(yè)主要有三種：一、基建剝離爆破infrastructure

9、 striping blasting 露天礦基建期，為了剝離礦體上覆巖石，平整作業(yè)場地、開挖公路或鐵路通常進(jìn)行的大爆破，既基建剝離爆破。 基建剝離爆破方式：(1)破碎松動爆破 特點(diǎn)：爆破后巖體大部分破碎在原地形成爆堆，少部分巖體產(chǎn)生位移。（2）拋擲爆破。 特點(diǎn)：巖體經(jīng)爆破破碎后發(fā)生較大的位移。并且在裝藥硐室處形成爆破漏斗。 根據(jù)拋擲程度有：拋揚(yáng)爆破、拋塌爆破； 根據(jù)拋擲方向有：定向爆破。 大爆破設(shè)計(jì)原則及要求：（1）經(jīng)濟(jì)合理性原則。（2）爆破設(shè)計(jì)要求。盡量為后續(xù)工作創(chuàng)造良好條件（3）爆破質(zhì)量要求。爆堆形態(tài)及分布符合要求，大塊率低。（4）爆破安全要求。 （一）爆破作用指數(shù)n 爆破作用指數(shù)n 是工

10、程爆破中經(jīng)常應(yīng)用 的一個重要參數(shù)， 通常以爆破漏斗半徑和最小抵抗線的比值來表征爆破作用指數(shù)n的大小。 RWN=R/W對弱松動爆破，爆破作用指數(shù)n小于0.75。 對強(qiáng)松動爆破，爆破作用指數(shù)n為0.751之間。 拋擲率%47.550556064687276爆破作用指數(shù)n 0.75 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4對于拋擲爆破，爆破作用指數(shù)參考表18-7中的經(jīng)驗(yàn)值。（二）最小抵抗線W (burden)如圖18-7所示。 由藥包中心指向其相鄰地表的有向最短的線段的長度即為該藥包的最小抵抗線。硐室爆破藥包布置圖WW單側(cè)單排作用藥包單側(cè)雙排作用藥包W雙層單排作用藥包單層單排雙側(cè)作用藥

11、包單層多排雙側(cè)作用藥包單層雙排雙側(cè)作用藥包單層單排雙側(cè)不對稱作用藥包單層雙排雙側(cè)作用不等量藥包多重作用的復(fù)合藥包（三）藥包的間距 spacing 硐室爆破的藥包間距通常根據(jù)最小抵抗線和爆破作用指數(shù)來定，在其他條件一定時，巖石越軟，藥包之間的距離應(yīng)越大，反之，巖石越硬，藥包之間的距離應(yīng)越小。松動爆破： S = (0.81.2)W加強(qiáng)松動爆破：S = (11.34) nW拋擲爆破： S = 0.5(1+n)WnW（四）裝藥量計(jì)算 calculation of charging 裝藥量計(jì)算根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)炸藥單耗、爆破作用指數(shù)和最小抵抗線進(jìn)行計(jì)算。二、生產(chǎn)臺階正常爆破 production blasting

12、 生產(chǎn)臺階正常采掘爆破是在每一個生產(chǎn)臺階分區(qū)依次進(jìn)行的爆破。（一）生產(chǎn)臺階正常采掘爆破方法 方法： (1)淺孔爆破、 (2)深孔爆破、 (3)藥壺爆破 (2)外敷爆破。 藥壺爆破：可以克服較大的底盤抵抗線，減少鉆孔工作量，通常在工作困難的條件下使用外敷爆破：不鉆孔進(jìn)行的大塊二次爆破或根底處理。淺孔爆破：在小型礦山的臺階爆破和大型礦山的輔助性爆破，如開出入溝、修路、處理根底及不合格大塊等，其直徑在50mm左右。深孔爆破：露天礦臺階正常采掘爆破常用的方法。該方法分為(1)齊發(fā)爆破、(2)毫秒遲發(fā)爆破，(3)微差爆破。根據(jù)臺階前是否有渣堆，臺階采掘爆破又可以分為(1)清渣爆破(2)壓渣爆破。 （二）

13、臺階正常采掘爆破參數(shù)及爆破設(shè)計(jì) 露天臺階爆破通常采用多排孔齊發(fā)爆破或多排孔間隔起爆方式。具體設(shè)計(jì)參數(shù)：1、炮孔底盤抵抗線bcL1DLBWPhHaa 孔距b 排距 炮孔底盤抵抗線：炮孔中心至臺階坡底線的最小距離（WP)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有： WP = (2545) D D 炮孔直徑；邊沿距：第一排炮孔的孔位距臺階邊沿之間的距離C，因此，底盤抵抗線Wp應(yīng)滿足約束條件： WP H(ctg ctg )+C C 邊沿距； H 臺階高度； 臺階坡面角； 炮孔傾角；壓碴爆破時, 適當(dāng)減小底盤抵抗線。減小值 Wn = 0.4 d/k d壓渣厚度，m; k松散系數(shù)(1.31.5） cL1DLBWPhH2、布孔方式與布孔

14、參數(shù) 兩種布孔方式：（1）排間之列布孔（也叫方形布孔）： 如圖18-9a。（2）排間錯列布孔（三角形布孔）： 18-9b。 布孔參數(shù)：排間距、孔間距、炮孔鄰近系數(shù)m.（1）孔間距。簡稱孔距。同排兩相鄰炮孔中心的距離。 qHWQaP Q 炮孔裝藥量kg； WP 炮孔底盤抵抗線m， (前排孔底盤抵抗線,后排孔為排距) q炸藥單耗，kg/m3。（2）排間距 簡稱排距。平行于臺階坡頂線方向上兩排炮孔之間的距離。 b = (0.80.9) WP (3) 炮孔鄰近系數(shù) m 也叫炮孔密集系數(shù)，即孔間距與排距之間的比值。 前排孔：PWam1 后排孔： 每一個炮孔負(fù)擔(dān)面積為a * b 目前，礦山廣泛在用大孔距，

15、小抵抗線的布孔方式。以改善爆破質(zhì)量。m= 38。3、炮孔規(guī)格與超深。subdrill 目前，炮孔直徑有：80，100，150，170，200，250，310 mm等?，F(xiàn)代采礦廣泛采用大孔徑爆破，大型裝載設(shè)備與破碎設(shè)備，節(jié)省成本。 炮孔超深h：炮孔超過臺階底盤的垂直深度， 作用是降低裝藥中心的高度，克服臺階底盤的阻力。以避免出現(xiàn)根底。 h= (0.150.35)WP bam24、裝藥量與裝藥結(jié)構(gòu) 臺階爆破時，每一炮孔的裝藥量大小與巖石的堅(jiān)固性、巖體中節(jié)理及裂隙的發(fā)育狀態(tài)、爆破條件、自由面狀態(tài)、爆破作用指數(shù)、炮孔所負(fù)擔(dān)崩落的礦巖量有關(guān)。（1）炸藥單耗q。爆破每一立方米或一噸礦巖平均所用的炸藥量。

16、炸藥單耗低，爆破成本，但大塊率增加，使后續(xù)作業(yè)成本增加。（2）裝藥量Q。 Q= q WP a H Q 炮孔裝藥量，公斤， q 單位炸藥消耗量，公斤/立方米(0.451) WP 臺階底盤抵抗線，米 a 孔間距，米， H臺階高度， 米。 采用多排孔爆破時，后排孔應(yīng)加大炮孔裝藥量。 前排孔： Q= q WP a H 后排孔： Q= q b a H t 其中： b 炮孔排距， t 后排孔的裝藥增加系數(shù)， 設(shè)計(jì)后，應(yīng)用單孔最大裝藥量驗(yàn)算。 G=g (L L1 )G 每孔最大裝藥量kg,g 每米炮孔可能的最大裝藥量，kg/m.L 炮孔深度，m，L1 炮孔填塞長度，m， D炮孔直徑，m， d裝藥密度，kg/

17、m3。 (3) 炮孔裝藥結(jié)構(gòu)： 如圖18-10所示。分連續(xù)柱狀裝藥(如圖18-10a) 和分段裝藥(如圖18-10b）。 dDg241(4) 裝藥長度（LB)：炮孔中藥柱的實(shí)際長度。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：dDQLB241（5）填塞長度(Lt )：炮孔內(nèi)藥柱頂面至空口的距離。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：Lt = (1632) D5、起爆方式與起爆網(wǎng)絡(luò) 露天臺階爆破多采用多排孔爆破。 起爆方式分可歸為兩類： 多排孔齊發(fā)爆破 多排孔微差爆破(延時爆破）。 目前，國內(nèi)外廣泛使用多排孔微差爆破。 常見的起爆網(wǎng)絡(luò)如圖18-11。 多排孔微差起爆方式： （1）排間微差起爆。如圖18-11 （2）斜線起爆。如圖18-11 （3

18、）直線掏槽起爆 ，18-12，用于掘溝工程 （4）間隔孔起爆 18-13。三、靠幫與并段臺階的控制爆破（一） 預(yù)裂爆破 pre-splitting 在一個臺階向邊幫臺階過渡時，在緊鄰邊幫的最后一排在一個臺階向邊幫臺階過渡時，在緊鄰邊幫的最后一排孔布置預(yù)裂孔，在正常臺階爆破之前爆破預(yù)裂孔，形成孔布置預(yù)裂孔，在正常臺階爆破之前爆破預(yù)裂孔，形成預(yù)裂面，以減小爆破對最終邊幫的震動破壞作用。預(yù)裂面，以減小爆破對最終邊幫的震動破壞作用。預(yù)裂孔緩沖孔主爆孔影響預(yù)裂爆破效果的主要參數(shù)：（1）預(yù)裂孔的孔間距：a = ( 716)D?？组g距一般小于正常爆破時的孔間距。（2）孔徑與裝藥不耦合系數(shù)：鉆孔直徑與藥包直徑

19、之比值。若巖石的抗壓強(qiáng)度小，則裝藥的不耦合系數(shù)要求大。（3）線炸藥密度：即每米炮孔的裝藥量。預(yù)裂孔直徑多為100200mm的潛孔鉆機(jī)所鉆的孔，或6080mm鑿巖臺車鉆的預(yù)裂孔。 預(yù)裂爆破的實(shí)質(zhì)：炸藥的爆炸氣體產(chǎn)物作用在孔壁上的壓力不超過孔壁巖石的動載抗壓強(qiáng)度，依靠相鄰預(yù)裂炮孔內(nèi)的壓力同時作用使預(yù)裂炮孔沿線上的巖石產(chǎn)生應(yīng)力疊加和集中而導(dǎo)致炮孔出現(xiàn)拉伸斷裂。（二）緩沖爆破 緩沖孔位于預(yù)裂孔和生產(chǎn)炮孔之間的一排孔。 特點(diǎn)：孔網(wǎng)參數(shù)略小于生產(chǎn)炮孔，且孔底不設(shè)超深，裝藥量也小于生產(chǎn)炮孔的裝藥量, 緩沖孔與預(yù)裂孔同時起爆，或略遲于預(yù)裂孔起爆。預(yù)裂孔緩沖孔主爆孔（三）光面爆破 trim blast光面控制爆

20、破是在欲爆區(qū)域的邊緣或邊界線上（靠幫或并段臺階的靠幫及并段位置線或出入溝的兩側(cè)邊界線），穿鑿一排較密集的炮孔，控制該排炮孔的抵抗線與孔裝藥量，以使其爆破后沿炮孔中心連線形成破裂帶，而獲得較平整的破裂面。一般，光面孔的孔間距應(yīng)小于其抵抗線，通常取抵抗線的0.8倍。裝藥不耦合系數(shù)應(yīng)與預(yù)裂爆破相同或略小，線裝藥密度應(yīng)與預(yù)裂爆破相同或略大。第三節(jié) 采裝運(yùn)輸 loading and hauling 采裝與運(yùn)輸是密不可分的， 兩者相互影響、相互制約。目前采裝運(yùn)輸工藝的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在采運(yùn)設(shè)備的大型化，采裝與運(yùn)輸環(huán)節(jié)的一體化與連續(xù)化，以及計(jì)算機(jī)自動化。Trends: larger equipment, c

21、ontinuous haulage(conveyor haulage) computer assistance and automatic control一、采裝作業(yè)與采裝設(shè)備 采裝作業(yè)：利用裝載機(jī)械將礦巖從較軟弱的礦巖或經(jīng)爆破破碎后的爆堆中挖取，裝入某種運(yùn)輸工具內(nèi)或直接卸至某一卸載點(diǎn)。 loading: using the transportation equipment hauling the ore or waste to the destination. 采裝作業(yè)的機(jī)械設(shè)備：單斗挖掘機(jī)（電鏟）、索斗鏟、前裝機(jī)。金屬礦山主要使用單斗挖掘機(jī)（電鏟）。如圖18-15所示。 electric

22、Shovel, dragline, front-end-loader. 二、挖掘機(jī)的生產(chǎn)能力 production capability 挖掘機(jī)技術(shù)生產(chǎn)能力Vj (m3/hr):t 挖掘機(jī)工作循環(huán)時間，s, 實(shí)測得出。E 鏟斗容積；m3, volume of the dipperKW挖掘系數(shù)（實(shí)方滿斗系數(shù)），Kw = Km/KsKm 滿斗系數(shù)，Ks 礦巖在鏟斗中的松散系數(shù)，實(shí)際設(shè)計(jì)中，用以下方法確定Kw。WjKEtV3600V 單位時間內(nèi)（一小時）挖掘機(jī)所采出的實(shí)方礦巖體積。N 挖掘該體積礦巖的總鏟斗數(shù)。E 鏟斗容積。挖掘機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)能力：VB (m3/臺班) VB = VJ T VJ 挖掘機(jī)

23、技術(shù)生產(chǎn)能力，T 班工作時間，h，班工作時間利用系數(shù)，ENVKw三、提高挖掘機(jī)生產(chǎn)能力的途徑 the way of increasing the capability (1)結(jié)合礦山的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，合理選擇挖掘機(jī)自身的設(shè)備規(guī)格與技術(shù)規(guī)格。(2)優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)、改善爆破質(zhì)量，以提高挖掘機(jī)裝載效率與滿斗系數(shù)。(3)通過技術(shù)培訓(xùn)，提高挖掘機(jī)操縱人員的工作水平和熟練程度，進(jìn)而提高挖掘機(jī)的工作效率與生產(chǎn)能力。(4)合理選擇挖掘機(jī)的采裝方式與運(yùn)輸設(shè)備的供車方式，以縮短挖掘機(jī)工作循環(huán)時間。四、運(yùn)輸作業(yè)與運(yùn)輸設(shè)備 運(yùn)輸作業(yè)是采裝作業(yè)的后續(xù)工序，其基本任務(wù)是將已裝載到運(yùn)輸設(shè)備中的礦石運(yùn)送到儲礦場、破碎站或選廠，將

24、巖石運(yùn)往廢石場。 way of haulage 露天礦運(yùn)輸方式：汽車運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、膠帶運(yùn)輸、斜坡箕斗提升運(yùn)輸以及聯(lián)合運(yùn)輸方式。 汽車運(yùn)輸?shù)呐榔履芰Υ?，機(jī)動靈活，運(yùn)輸線路通過的平面尺寸小，運(yùn)輸周期較短，在現(xiàn)代礦山廣泛使用。 鐵路運(yùn)輸存在爬坡能力小等缺點(diǎn)，一般適用于礦體埋藏較淺的礦體，或者在礦體上部使用鐵路運(yùn)輸，在坑底使用汽車運(yùn)輸?shù)穆?lián)合運(yùn)輸方式。 目前，膠帶運(yùn)輸?shù)呐榔履芰Υ?，能?shí)現(xiàn)連續(xù)或半連續(xù)作業(yè)，自動化水平高，運(yùn)輸生產(chǎn)能力大，運(yùn)輸費(fèi)用低，所以在露天礦的使用日趨廣泛。采區(qū)上山膠帶輸送機(jī)向下運(yùn)煤，在以往設(shè)計(jì)中一般下運(yùn)角度不宜大于，最大傾角達(dá)到五、礦用汽車的性能評價與運(yùn)輸計(jì)算（一）礦用汽車的性能評價

25、1、重量利用系數(shù)：汽車的載重與自重的比值。礦用汽車的重量利用系數(shù)一般為11.73，該值越大，表明汽車設(shè)計(jì)越好。運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性越好。2、比功率與比扭矩 比功率：發(fā)動機(jī)所發(fā)生的最大功率與汽車的總重量之比。礦用汽車的比功率大約為4.636.03 kw/t，該值越大，車輛的動力性能越好，但燃油的經(jīng)濟(jì)性越低。 比扭矩：發(fā)動機(jī)最大扭矩與汽車自重之比。該值越大，車輛的動力性能越好，但燃油的經(jīng)濟(jì)性越低3、最大動力因素 礦用汽車的最大車速不大，空氣阻力一般不計(jì)。 汽車主動輪輪緣所產(chǎn)生的牽引力與汽車重量之比。 礦用汽車的最大動力因數(shù)約0.30.46之間。動力因數(shù)越大，車輛爬坡能力越好。（二）汽車運(yùn)輸計(jì)算運(yùn)輸計(jì)算包括：

26、1、自卸式汽車運(yùn)輸能力計(jì)算即，自卸式汽車臺班生產(chǎn)能力來表征QB。 QB 自卸汽車的臺班生產(chǎn)能力,t/臺班 q 自卸式汽車的載重量，t, T 自卸式汽車的班工作時間，h， t 自卸式汽車的運(yùn)輸周期， min， K1 自卸式汽車的載重系數(shù)， 自卸式汽車的班工作時間利用系數(shù)。160ktqTQB2、自卸式汽車需求數(shù)量的計(jì)算 根據(jù)礦山設(shè)計(jì)能力、自卸式汽車運(yùn)輸能力，在此基礎(chǔ)之上，考慮汽車的利用率以及汽車運(yùn)輸?shù)牟痪庀禂?shù)之后確定。N 全礦自卸式汽車的在冊數(shù)量， 臺，K2 自卸式汽車運(yùn)輸不均衡系數(shù)1.11.2， Q 全礦的設(shè)計(jì)班產(chǎn)量， 噸/班，QB 自卸式汽車的臺班產(chǎn)量，噸/臺班， K3 自卸式汽車的出車率。

27、（礦車出車臺班數(shù)與總臺班數(shù)之比）也可根據(jù)露天礦設(shè)計(jì)的年運(yùn)輸量計(jì)算。32KQQKNB3、道路通過能力計(jì)算 道路通過能力：在單位時間內(nèi)通過某一區(qū)段的車輛數(shù)，一般選擇總出入口、車流密度大的地點(diǎn)計(jì)算。Nd 道路通過能力，輛/h，V 自卸式汽車在計(jì)算區(qū)段的平均行車速度，km/hr。n 線路數(shù)目系數(shù)，單車道n = 0.5, 雙車道n=1K 車輛行駛的不均衡系數(shù)，k = 0.50.7，s 安全行車間距，兩車追蹤行駛時的最小安全距離，米。ksvnNd1000關(guān)鍵行車路段的車輛通過的最大運(yùn)輸量 MD = Nd T q Md 道路通過能力，t/班，Nd 道路通過能力，輛/h，T 班工作時間，h；q 汽車載重量，t

28、； 汽車工作時間利用系數(shù)。六、采運(yùn)設(shè)備的合理選型與配比 采裝與運(yùn)輸設(shè)備的選型是露天開采設(shè)計(jì)中的重大決策問題。（一）挖掘機(jī)的選型 單斗挖掘機(jī)的選型要根據(jù)礦山規(guī)模、礦巖年采剝總量、開采工藝、礦巖的物理力學(xué)性質(zhì)、設(shè)備的供應(yīng)情況等確定。 特大型礦山選用810立方米或更大的挖掘機(jī)， 大型礦山一般選用410立方米挖掘機(jī)，中型礦山的挖掘機(jī)斗容為24立方米。小型礦山，為12立方米。六、采運(yùn)設(shè)備的合理選型與配比 采裝與運(yùn)輸設(shè)備的選型是露天開采設(shè)計(jì)中的重大決策問題。（一）挖掘機(jī)的選型 單斗挖掘機(jī)的選型要根據(jù)礦山規(guī)模、礦巖年采剝總量、開采工藝、礦巖的物理力學(xué)性質(zhì)、設(shè)備的供應(yīng)情況等確定。 特大型礦山選用810立方米或

29、更大的挖掘機(jī)， 大型礦山一般選用410立方米挖掘機(jī)，中型礦山的挖掘機(jī)斗容為24立方米。小型礦山，為12立方米。（二）礦用自卸汽車選型汽車車廂容積與鏟斗容積之比R（車鏟容積之比）R 車鏟容積之比；tr 汽車入換時間，min；ts 鏟斗作業(yè)一次循環(huán)時間， min；t 汽車運(yùn)行周轉(zhuǎn)時間，min，srtttRdxttvLt602L 汽車運(yùn)距，km；V 汽車的平均運(yùn)行速度， km/h；Tx 卸車時間，min,Td 等待裝車時間， min。 一般地，當(dāng)運(yùn)距在12km時，車鏟容積之比為36， 當(dāng)運(yùn)距在35km時，車鏟容積之比為68。（2）依據(jù)礦巖比重和汽車車型的有效載重量求算車廂容積。rqkV1000V 車

30、廂容積，立方米，q 汽車額定載重，噸，r 礦巖的體積質(zhì)量， kg/m3；k 礦巖的松散系數(shù)，1.31.5。（三）采裝與運(yùn)輸設(shè)備的合理配比 車鏟比n：即平均配備給每臺挖掘機(jī)的自卸式汽車數(shù)量， NC 露天礦生產(chǎn)中同時使用的汽車數(shù)量， 臺NZ 露天礦生產(chǎn)中同時使用的挖掘機(jī)臺數(shù)，臺。ZCNNn 理論車鏟比no ：運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸周期與裝載設(shè)備的平均裝車間隔時間之比。即，t 運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)行周期，mintz 挖掘機(jī)裝載一車的平均裝載時間，mintr 運(yùn)輸設(shè)備的平均入換時間，min。 實(shí)際車鏟比no ：采運(yùn)輸設(shè)備在各種不利條件下的運(yùn)輸周期與裝載設(shè)備的平均裝車間隔時間之比。即rztttn0dzpxyzttttt

31、tnn 實(shí)際車鏟比，tz 挖掘機(jī)平均裝車時間，min,ty 一個運(yùn)輸周期內(nèi)的汽車往返運(yùn)輸時間，min，tx 汽車平均卸載時間，min，tp 汽車等待裝車的平均排隊(duì)時間，min，td 挖掘機(jī)平均等車時間（包括汽車入換時間）min。dzpxyzttttttn 對給定的挖掘機(jī)斗容和汽車載重量，其車鏟比對采礦成本影響不大，但對產(chǎn)量影響極大。第四節(jié) 排巖工程 排巖工程：將剝離下的廢石運(yùn)輸?shù)綇U石場進(jìn)行排棄。 目前，露天排巖技術(shù)發(fā)展趨勢：（1）采用高效率的排巖工藝與排巖設(shè)備，提高排巖強(qiáng)度，（2）提高堆置高度， （3）適時進(jìn)行廢石場的復(fù)墾。一、廢石場的位置及要素（一) 廢石場的位置選擇 經(jīng)濟(jì)原則：折算到單位礦

32、石的排巖成本最低。 內(nèi)部廢石場：把剝離下的廢石直接排棄到露天采場內(nèi)部的采空區(qū)。 這是一種最經(jīng)濟(jì)的排巖方案。 外部廢石場：把剝離下的廢石排棄到露天采場外的一個或多個廢石場。 廢石場的選擇：（1）不占或少占良田，（2）近量靠近露天坑，（3）近量采用內(nèi)部廢石場，（4）廢石場設(shè)置在居民下風(fēng)側(cè)（5）廢石場避免山洪和河流的沖洗，（6）剝離下的可利用的巖石要單獨(dú)堆放，（7）多出入口的露天坑，設(shè)置多個廢石場，（8）廢石場要有利于將來復(fù)墾。（二）廢石場的堆置要素1、廢石場的堆置高度 廢石場的階段高度：排土臺階坡頂線至坡底線之間的垂直距離。 廢石場的堆置高度：個排土臺階高度之和。2、堆置階段的平盤寬度 廢石場堆置

33、寬度滿足上下兩相鄰排巖臺階同時進(jìn)行排巖工作時互不影響。3、廢石場容積的確定（1）有效容積:cssyKKVV1Vy 廢石場的設(shè)計(jì)有效容積，m3VS 剝離巖土的實(shí)方數(shù)，m3 KS 巖土的松散系數(shù)，1.11.4Kc 巖土下沉系數(shù)，1.011.35(2) 廢石場的設(shè)計(jì)總?cè)莘e V = K1 VY K1 容積的富裕系數(shù)，1.021.05二、廢石場的排棄工藝 當(dāng)采場小，可以直接使用挖掘機(jī)直接將巖石倒入內(nèi)部采場。一般情況下，需要使用運(yùn)輸方式進(jìn)行排巖作業(yè)。 排巖工藝有：鐵路運(yùn)輸排巖、公路運(yùn)輸排巖、膠帶運(yùn)輸排巖（一）汽車-推土機(jī)排巖工藝 汽車運(yùn)輸廢石到廢石場后進(jìn)行排卸，推土機(jī)推排殘留廢石，平整排土工作臺階、修筑安

34、全車擋及整修排巖公路。 優(yōu)點(diǎn)：機(jī)動靈活、爬坡能力大、可在復(fù)雜的排巖場地作業(yè)，適合該臺階排土。（二）鐵路運(yùn)輸排巖工藝 由鐵路機(jī)車將剝離下的廢石運(yùn)送至廢石場，翻卸到指定地點(diǎn)，再應(yīng)用其他的移動設(shè)備進(jìn)行廢石的轉(zhuǎn)排工作。1、挖掘機(jī)排巖 采用鐵路運(yùn)輸?shù)牡V山廣泛采用挖掘機(jī)轉(zhuǎn)排巖石。如圖18-18，優(yōu)點(diǎn)：（1）受氣候影響小，剝巖設(shè)備效率高（2）移道步距大，線路質(zhì)量好（3）每米線路的廢石容量大，（4）排巖平臺穩(wěn)定性好，（5）場地的適用性強(qiáng)，（6）可在排巖過程中進(jìn)行運(yùn)輸線路的漲道，缺點(diǎn)：（1）挖掘機(jī)投資設(shè)備較高， 耗電量大， 排土成本相對較高。（2）運(yùn)輸機(jī)車需要定位翻卸廢石和等待挖掘機(jī)轉(zhuǎn)排，降低了運(yùn)輸設(shè)備利用率。

35、2、排土犁排巖 排土犁是一種行走在軌道上的排巖設(shè)備，如圖18-19， 排巖工藝為：列車進(jìn)入排巖線卸載后，由排土犁進(jìn)行推刮，將部分巖土推落坡下，上部形成新的受土容積。列車再翻卸下一車巖土，直到線路外側(cè)形成的平盤寬度超過或等于排土犁的最大允許排土寬度。一般排巖線每卸載26列車由排土犁推刮一次，每經(jīng)過68次推刮后需要移設(shè)線路。如圖18-20優(yōu)點(diǎn)：（1）價格低，排巖效率高（2）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，（3）適應(yīng)性強(qiáng)，（4）路基可直接鋪設(shè)線路缺點(diǎn)：(1)排土臺階高度受限制， 一般為1012m,(2)移道步距較小，兩次移道間的容土量較小，需要設(shè)置多條排土線。3、推土機(jī)排巖 列車卸載后，由推土機(jī)把巖石推至排巖工作臺階

36、以下。排土成本較高，國內(nèi)應(yīng)用小。 4、前裝機(jī)排巖 如圖18-21， 優(yōu)點(diǎn)：機(jī)動靈活、排巖寬度大， 運(yùn)距長、安全可靠。缺點(diǎn)：當(dāng)排巖運(yùn)距增大時，排巖效率低。（三）膠帶運(yùn)輸機(jī)-膠帶排巖機(jī)排巖 這種排巖方式是近年來發(fā)展起來的一種多機(jī)械連續(xù)排巖工藝。 工藝流程：汽車將廢石運(yùn)送至設(shè)置在采場最終邊幫上的固定或移動式破碎站進(jìn)行廢石的粗破碎，破碎后的廢石被卸入膠帶運(yùn)輸機(jī)，由膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送至廢石場再轉(zhuǎn)入膠帶排巖機(jī)進(jìn)行排卸。如圖18-22 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)輸成本低、自動化程度高。與汽車相比，耗能小，維修費(fèi)用低，設(shè)備利用率高。增大了廢石排巖段高，減小了廢石場的占地面積。 缺點(diǎn)：初期投資大，生產(chǎn)管理嚴(yán)格，膠帶易磨損，工藝靈活性差。三、廢石場的危害防治和復(fù)田（一）廢石場的危害及其防治危害：廢石場滑坡危害， 廢石場環(huán)境污染。防治措施：（1）改進(jìn)工藝，穩(wěn)定排土場。（2）積極處理軟巖基底，（3）廢石場的疏干排水（4）設(shè)護(hù)坡?lián)鯄?，防止廢石場滑坡（5）形成廢石場植被（二） 廢石場的污染及其治理污染：粉塵、毒氣和酸雨。 治理措施：傳統(tǒng)措施是在采場運(yùn)輸線路及廢石場進(jìn)行噴霧灑水，達(dá)到降塵目的。 酸性水的控制方法一般采用中和法， （三）廢石場復(fù)墾 土地復(fù)墾：把被破壞和荒蕪的土地重新利用。 主要內(nèi)容：（1）廢石場堆的形態(tài)整治（2）表土的采集、存儲和復(fù)田（3）鋪墊表土（4）在整治好的廢石場進(jìn)行再種植。